业内常见差分探头关键指标之一：CMRR 测试对比

       高压差分探头在开关电源应用中十分广泛，常用于浮地信号的测量。其关键指标有 CMMR（共模抑制比），畸变，带宽。下面针对市场上常见的品牌知用(CYBERTEK),泰克，三华，品致进行关键指标CMRR 实测对比。

CMRR (共模抑制比)：共模抑制比(CMRR)是指差分探头在差分测量中抑制两个测试点共模信号信号的能力。这是差分探头的关键指标，其公式为：CMRR = |Ad/Ac|。其中：Ad=差分信号的电压增益。Ac=共模信号的电压增益。在理想情况下，Ad应该很大，而Ac则应该等于0，因此 CMRR 无穷大。在实践中，10,000:1的CMRR 已经被看作非常好了。这意味着将抑制5V的共模输入信号，使其在输出上显示为0.5毫伏。由于 CMRR 随着频率提高而下降，因此指定CMRR的频率与CMRR值一样重要。CMRR 对于测量全桥或者半桥电路的上管驱动波时，显得尤为重要，这也是高压差分探头测量这类信号时的难点。如图1中，上管GS驱动电压很小，但是共模电压很高，测量该点波形时，对差分探头的CMRR 要求比较高，后续将会有实例演示分析。

 图 1: LLC 半桥谐振电路示意图 

一.实验设备

⑴差分探头型号

知用(CYBERTEK) DP6150A(1500Vpk/100MHz)

泰克 P5200A(1300Vpk/50MHz)

三华差分探头 SI-9010(7000Vpk/70MHz)

品致差分探头 DP-50(3500Vpk/100MHz)

⑵示波器：LeCroy  WaveSurfer 62Xs 600MHz

⑶实测电源：常见 LLC 半桥谐振电源

二.测试方法

⑴．共模抑制比能力实测：差分探头红黑测试夹同时夹在开关电源上下管的中点。如图1 原理图的“S 上”测试点，观察探头输出，理论上输出0，CMRR 无穷大，实 际上不可能，比较不同厂家探头输出大小，输出越小代表CMRR 能力越强，测量 驱动信号更加准确。

⑵．上桥驱动信号实测：红色测试夹接图1中的“G上”，黑色测试夹接图1中的“S 上”，观察驱动波形。得出如下结论：CMRR 能力越强，驱动波形越真实。

注意：驱动波形除了和CMRR 有关，信号的畸变指标也很重要，如果信号上升沿达 到ns级别，探头的畸变指标也必须考虑进去,后续文章将讲解该指标。

三.实测对比

 ⑴ 知用(CYBERTEK:1 通道) PK 泰克(2 通道)

a. 共模实测对比

 观察上图：1 通道 CYBERTEK 的 DP6150A 共模输出小于 2 通道泰克的 P5200A，CMRR 指标更好。

b. 驱动实测对比

 观察上图可知： 驱动波形基本相同，CMRR 在一个数量级别上，测试出的值 相差不大，基本都能反应出正确波形。

 ⑵ 知用(CYBERTEK:1 通道) PK 三华 (2 通道) 

a. 共模实测对比

观察上图：1 通道 CYBERTEK 的 DP6150A 共模输出小于 2 通道三 华的 SI-9010，CMRR 指标更好。

b. 驱动实测对比

观察上图，可知 驱动波形基本相同，CYBETEK（黄线）方波波形会更平坦 一点，这是由于 CMRR 指标好一点的原因。

⑶ 知用(CYBERTEK)  PK    品致 

a. 共模实测对比

观察上图：1 通道 CYBERTEK 的 DP6150A 输出 Vpp:1.22V; 2 通道品致的 DP-50 输出 Vpp：28.5V，DP6150A CMRR 明显优于 DP-50 好多倍，下面将通 过测量 GS 电压验证 CMRR 指标的重要性！

b. 驱动实测对比

 观察上图，可知 驱动波形相差非常大，品致（红线）毛刺非常大，CMRR 差 导致测量严重失真；由此可见 CMRR 的重要性!

总结：CMRR 是差分探头关键指标之一，CMRR 越高，测量驱动电压时越准 确；用户在验证该指标时，也非常简单：红黑测试夹接电源驱动的同一点，观察探头输出，输出越小，CMRR 越高；由于差分探头红黑输入线容易受干扰，测量 时尽可能双绞，提高抗干扰性。

注意：1.测试探头是在市场上随机选择的探头，仅代表该探头测试结果 ；

          2.测试 CMRR 时，线放在不同位置，都有一点点变化，可以双绞测量，提高稳定性。